RU2276261C1

RU2276261C1 - Method and device for cylindrical block obtaining from rock massif

Info

Publication number: RU2276261C1
Application number: RU2004136052/03A
Authority: RU
Inventors: Юрий Александрович Эйст (RU); Юрий Александрович Эйст; Владислав Петрович Онищин (RU); Владислав Петрович Онищин; Дмитрий Геннадиевич Егоров (RU); Дмитрий Геннадиевич Егоров; Тамара Викторовна Шибкова (RU); Тамара Викторовна Шибкова
Original assignee: Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (Технический университет)
Priority date: 2004-12-09
Filing date: 2004-12-09
Publication date: 2006-05-10

Abstract

FIELD: rock production, particularly to separate cylindrical rock blocks from rock massif.

SUBSTANCE: method involves drilling annular cavity and separating block from rock massif by rotating cutting tool about block; separating the block from rock massif by rotating flexible cutting tool along outer blank surface in horizontal plane along with simultaneous tool tightening along vertical outer block wall. Device for method realization comprises rotatable drill pipe for cylindrical annular cavity drilling. The rotatable drill pipe is connected with rotary drive. Device also has tubular body, cutting tool formed as flexible cutting member arranged in horizontal annular groove and in vertical pipe of tubular body put on cylindrical block. The horizontal annular groove is made as dovetail in lover part of tubular body. Flexible cutting tool is secured in horizontal annular groove by one end thereof and is fastened to spring-loaded shell of tightening drum by another end thereof. The tightening drum is installed on tubular body lid fixedly secured to it.

EFFECT: simplified structure.

2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области добычи каменных блоков, а именно к способам и устройствам для отделения блоков цилиндрической формы от каменного массива.The invention relates to the field of extraction of stone blocks, and in particular to methods and devices for separating cylindrical blocks from a stone massif.

Известен способ отделения от каменного массива блока заданной формы, заключающийся в том, что по контуру отделяемого блока на всю его глубину бурят ряд шпуров или скважин, а затем разбуривают оставшиеся между ними породные перемычки. Подрезку блока снизу осуществляют или с помощью буровзрывных работ, или буровыми машинами (Карасев Ю.Г. Процессы и технология горных работ на карьерах стенового и облицовочного камня. М., 1995-1996, с.44-45, рис.2.8).There is a method of separating a block of a given shape from a stone massif, which consists in the fact that a number of holes or wells are drilled along the entire contour of the block to be separated, and then the remaining lintels between them are drilled. Undercutting of the block from the bottom is carried out either using drilling and blasting operations, or drilling machines (Karasev Yu.G. Processes and technology of mining at quarries of wall and facing stone. M., 1995-1996, p. 44-45, fig. 2.8).

Однако известные способы не применимы для добычи блоков цилиндрической формы, используемых в дальнейшем для изготовления валов бумагоделательных машин. Это связано с тем, что к таким блокам предъявляются повышенные требования по трещиноватости камня. Поэтому блоки добывают из центральной зоны участка карьера, где отсутствуют вертикальные плоскости обнажения, позволяющие осуществить подрезку тем или иным способом нижней части блока.However, the known methods are not applicable for the extraction of cylindrical blocks used in the future for the manufacture of shafts of paper machines. This is due to the fact that such blocks are subject to increased requirements for fracturing of the stone. Therefore, the blocks are mined from the central zone of the quarry site, where there are no vertical outcrop planes that allow trimming the bottom of the block in one way or another.

Известен, принятый за прототип, способ и устройство для отделения от каменного массива блока по патенту РФ №2211135, МПК В 24 С 1/00, Е 21 С 37/00, опубл.2003 г., заключающийся в выбуривании оконтуривающей щели колонковым набором с одновременным выбуриванием центральной скважины, а отделение выбуренной цилиндрической заготовки осуществляют воздействием на забой по периметру основания струями аэросмеси, содержащими абразивную фракцию. Устройство для реализации способа содержит колонковый набор для выбуривания оконтуривающей щели и центральной скважины и рабочий орган для отделения блока цилиндрической формы от каменного массива. Рабочий орган выполнен в виде трубы, размещаемой в центральной скважине, для подачи аэросмеси с закрепленной в нижней части сменной насадкой с горизонтально ориентированными тангенциальными панелями. Недостатком способа и устройства является необходимость выполнения центральной скважины, что не всегда желательно, а также сложность устройства.Known adopted for the prototype, method and device for separating from a stone massif a block according to the patent of the Russian Federation No. 2211135, IPC 24 C 1/00, E 21 C 37/00, published 2003, consisting in drilling a contouring slit with a core set with simultaneous drilling of the central well, and the separation of the drilled cylindrical billet is carried out by impacting the face along the perimeter of the base with jets of air mixtures containing an abrasive fraction. A device for implementing the method comprises a core set for drilling a contouring gap and a central well and a working body for separating a cylindrical block from a rock mass. The working body is made in the form of a pipe placed in a central borehole, for supplying air mixtures with a removable nozzle fixed in the lower part with horizontally oriented tangential panels. The disadvantage of this method and device is the need to perform a central well, which is not always desirable, as well as the complexity of the device.

Техническим результатом предлагаемого способа и устройства является устранение указанного недостатка, а именно отделение цельного цилиндрического блока (заготовки) и упрощение устройства.The technical result of the proposed method and device is to eliminate this drawback, namely the separation of a solid cylindrical block (blank) and simplification of the device.

Технический результат достигается тем, что в способе отделения цилиндрической заготовки от массива горных пород, заключающемся в предварительном выбуривании цилиндрической кольцевой полости с последующим отделением заготовки от массива поворотом режущего инструмента вокруг заготовки, согласно изобретению выбуренную цилиндрическую заготовку отделяют от массива вращением гибкого режущего инструмента по наружной поверхности заготовки в горизонтальной плоскости при одновременном вертикальном натяге инструмента вдоль вертикальной наружной стенки заготовки.The technical result is achieved by the fact that in the method of separating a cylindrical workpiece from a rock mass, which consists in pre-drilling a cylindrical annular cavity with subsequent separation of the workpiece from the massif by turning the cutting tool around the workpiece, according to the invention, the drilled cylindrical workpiece is separated from the array by rotating the flexible cutting tool on the outer surface workpieces in the horizontal plane while simultaneously tightening the tool along the vertical outer wall of the workpiece.

В части устройства для реализации способа технический результат достигается тем, что устройство для отделения цилиндрической заготовки от массива горных пород содержит колонковый набор для выбуривания кольцевой полости, соединенный с приводом вращения трубчатый корпус, режущий инструмент, согласно изобретению режущий инструмент выполнен в виде гибкого режущего инструмента, размещенного в горизонтальном кольцевом пазу и в вертикальной трубе трубчатого корпуса, надетого на цилиндрическую заготовку, причем горизонтальный кольцевой паз выполнен в виде «ласточкиного хвоста» в нижней части трубчатого корпуса, а гибкий режущий инструмент жестко закреплен одним концом в горизонтальном кольцевом пазу, а другим на подпружиненной обечайке натяжного барабана, установленного на крышке трубчатого корпуса, жестко с ним связанной.In terms of the device for implementing the method, the technical result is achieved in that the device for separating the cylindrical workpiece from the rock mass contains a core set for drilling an annular cavity, a tubular body connected to a rotation drive, a cutting tool, according to the invention, the cutting tool is made in the form of a flexible cutting tool, placed in a horizontal annular groove and in a vertical tube of a tubular body worn on a cylindrical workpiece, the horizontal annular The az is made in the form of a “dovetail” in the lower part of the tubular body, and the flexible cutting tool is rigidly fixed at one end in a horizontal annular groove, and the other on a spring-loaded shell of the tension drum mounted on the cover of the tubular body, rigidly connected with it.

Способ и устройство поясняются чертежами на фиг.1, 2, 3, 4.The method and device are illustrated by drawings in figures 1, 2, 3, 4.

На фиг.1 изображен продольный разрез устройства, на фиг.2 выполнен поперечный разрез А-А, проходящий по горизонтальному кольцевому пазу, на фиг.3 показан местный вид I (место перехода гибкого режущего инструмента из горизонтального кольцевого паза в вертикальную трубу), на фиг.4 показано поперечное сечение Б-Б стенки трубчатого корпуса устройства, вертикальной трубы и гибкого режущего инструмента.Figure 1 shows a longitudinal section of the device, figure 2 is a transverse section aa passing along a horizontal annular groove, figure 3 shows a local view I (the transition point of a flexible cutting tool from a horizontal annular groove into a vertical pipe), figure 4 shows a cross section bB of the wall of the tubular body of the device, a vertical pipe and a flexible cutting tool.

Устройство содержит: трубчатый корпус 1, вертикальную трубу 2, гибкий режущий инструмент 3, натяжной барабан 4, вал натяжного барабана 5, спиральную пружину натяжного барабана 6, крышку трубчатого корпуса 7, вал 8, муфту 9, буровой станок 10, горизонтальный кольцевой паз 11.The device comprises: a tubular body 1, a vertical pipe 2, a flexible cutting tool 3, a tension drum 4, a shaft of a tension drum 5, a spiral spring of a tension drum 6, a cover of a tubular body 7, a shaft 8, a coupling 9, a drilling machine 10, a horizontal annular groove 11 .

На фиг.1 показана цилиндрическая кольцевая полость 12 и выбуренная цилиндрическая заготовка 13.Figure 1 shows a cylindrical annular cavity 12 and a drilled cylindrical billet 13.

Выбуренная цилиндрическая кольцевая полость 12 (фиг.1) выполняется предварительно колонковым набором (не показан).Drilled cylindrical annular cavity 12 (figure 1) is pre-column set (not shown).

Перед началом отделения выбуренной цилиндрической заготовки 13, в горизонтальный кольцевой паз 11 предлагаемого устройства прокладывается гибкий режущий инструмент 3 и одним концом жестко закрепляется в горизонтальном кольцевом пазу 11. Второй конец гибкого режущего инструмента 3 пропускается через вертикальную трубу 2 и закрепляется на обечайке барабана 4, который установлен на крышке 7 трубчатого корпуса 1.Before starting the separation of the drilled cylindrical billet 13, a flexible cutting tool 3 is laid in a horizontal annular groove 11 of the proposed device and is rigidly fixed at one end in a horizontal annular groove 11. The second end of the flexible cutting tool 3 is passed through a vertical pipe 2 and secured to the side of the drum 4, which mounted on the cover 7 of the tubular body 1.

Способ осуществляется следующим образом После завершения работ по выбуриванию цилиндрической заготовки 13 для ее отделения от массива горных пород в кольцевую цилиндрическую полость 12 с помощью бурового станка 10 опускается на необходимую глубину предлагаемое устройство. После этого вращением вала 5 барабана 4 скручивается спиральная пружина 6, которая одним концом закреплена на валу 5, а другим концом на обечайке барабана 4, что обеспечивает наматывание гибкого режущего инструмента 3 на обечайку барабана 4. При этом гибкий режущий инструмент 3 войдет в соприкосновение с наружной поверхностью выбуренной цилиндрической заготовки 13. Дальнейшим вращением вала 5 барабана 4 достигается необходимое натяжение гибкого режущего инструмента 3. Затем вал 5 барабана 4 стопорится (например, храповым механизмом). После завершения этих операций включается буровой станок 10 и через муфту 9 и вал 8 вращает предлагаемое устройство. При вращении устройства гибкий режущий инструмент 3 внедряется в выбуренную цилиндрическую заготовку 13, а гибкий режущий инструмент 3 прижимается к наружной поверхности заготовки 13, т.к. спиральная пружина 6 барабана 4, раскручиваясь, вращает обечайку барабана 4, на которую наматывается гибкий режущий инструмент 3. После полной подрезки выбуренной цилиндрической заготовки 13 гибкий режущий инструмент 3 освобождается от крепления (крепление на фиг.1, 2, 3 и 4 не показано) на обечайке барабана 4 и предлагаемое устройство буровым станком 10 извлекается из кольцевой цилиндрической полости 12, а затем извлекается и подрезанная выбуренная цилиндрическая заготовка 13.The method is as follows: After completion of the work on drilling a cylindrical billet 13 for its separation from the rock mass into an annular cylindrical cavity 12, the proposed device is lowered to the required depth using a drilling machine 10. After this, the rotation of the shaft 5 of the drum 4 twists a spiral spring 6, which is fixed at one end on the shaft 5 and the other end on the shell of the drum 4, which ensures the winding of the flexible cutting tool 3 on the shell of the drum 4. In this case, the flexible cutting tool 3 will come into contact with the outer surface of the drilled cylindrical billet 13. By further rotation of the shaft 5 of the drum 4, the necessary tension of the flexible cutting tool 3 is achieved. Then, the shaft 5 of the drum 4 is stopped (for example, by a ratchet mechanism). After completing these operations, the drilling rig 10 is turned on and through the clutch 9 and shaft 8 rotates the proposed device. When the device rotates, the flexible cutting tool 3 is embedded in the drilled cylindrical workpiece 13, and the flexible cutting tool 3 is pressed against the outer surface of the workpiece 13, because the spiral spring 6 of the drum 4, untwisting, rotates the shell of the drum 4, on which the flexible cutting tool 3 is wound. After the trimming of the drilled cylindrical workpiece 13 is complete, the flexible cutting tool 3 is released from the fastening (the fastening in figures 1, 2, 3 and 4 is not shown) on the side of the drum 4 and the proposed device by the drilling machine 10 is removed from the annular cylindrical cavity 12, and then removed and trimmed drilled cylindrical billet 13.

Благодаря предлагаемому способу и устройству упрощается отделение цельной цилиндрической заготовки от массива горных пород и значительно упрощается конструкция устройства.Thanks to the proposed method and device, the separation of the whole cylindrical workpiece from the rock mass is simplified and the design of the device is greatly simplified.

Claims

1. The method of separating the cylindrical workpiece from the rock mass, which consists in pre-drilling a cylindrical annular cavity with the subsequent separation of the workpiece from the array by turning the cutting tool around the workpiece, characterized in that the drilled cylindrical workpiece is separated from the array by rotating the flexible cutting tool on the outer surface of the workpiece in horizontal plane with simultaneous vertical tightness of the tool along the vertical outer wall of the workpiece.

2. A device for separating a cylindrical workpiece from a rock mass, comprising a core set for drilling a cylindrical annular cavity, a tubular body connected to a rotation drive, a cutting tool, characterized in that the cutting tool is made in the form of a flexible cutting tool placed in a horizontal annular groove and in a vertical tube of a tubular body worn on a cylindrical billet, and the horizontal annular groove is made in the form of a "dovetail" in the lower part of the tubular orpusa and flexible cutting tool is rigidly fixed at one end in a horizontal annular groove, and the other on the spring-loaded shell capstan mounted on the lid of the tubular body rigidly connected with it.